電氣接地和電氣安全的問題

苑星

【摘 ?要】將電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的某一部分經(jīng)接地線連接到接地極上，稱為接地。亦可說成電氣設(shè)備的任何部分與大地（土壤）間作良好的電氣連接。

【關(guān)鍵詞】電氣安裝接地裝置接地保護

1接地保護的概念及作用

1.1 接地保護的概念

接地保護通常又被稱為保護接地，也就是將電力系統(tǒng)或電氣設(shè)備的某一部份經(jīng)過接地線與專門的接地體連接成一體。在電力系統(tǒng)中接地的部份一般是中性點;電氣設(shè)備的接地部份則是正常情況下不帶電的金屬導(dǎo)體，一般是金屬外殼。為了保護安全的需要，把不屬于電氣系統(tǒng)或裝置的導(dǎo)體，例如：水管、風(fēng)管及建筑物的金屬構(gòu)件（如鋼結(jié)構(gòu)或玻璃幕墻的金屬立柱）和接地體相連也可稱為接地保護。

1.2接地的作用

1.2.1防止電擊。人體阻抗和所處環(huán)境的狀況有極大的關(guān)系，環(huán)境越潮濕，人體的阻抗越低，也越容易遭受電擊。

1.2.2保證電力系統(tǒng)的正常運行。

1.2.3防止雷擊和靜電的危害。雷電發(fā)生時，除了直接雷外，還會生產(chǎn)感應(yīng)雷，感應(yīng)雷又分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。所有防雷措施中最主要的方法是接地。

1.3 接地保護裝置的構(gòu)成

接地保護裝置一般是由接地極、接地導(dǎo)體和總接地端子（總接地母排）等構(gòu)成的。總接地端子（總接地母排）通過接地導(dǎo)體與接地極連接，實現(xiàn)電氣裝置需接地部分與地的連接，又可通過保護導(dǎo)體、保護聯(lián)結(jié)導(dǎo)體與電氣裝置內(nèi)外露可導(dǎo)電部分、電氣裝置外可導(dǎo)電部分的聯(lián)結(jié)，實現(xiàn)總等電位聯(lián)結(jié)。

2 幾種接地系統(tǒng)的類型分析

2.1TN-C系統(tǒng)

TN-C系統(tǒng)屬于三相四線系統(tǒng)，該系統(tǒng)中性線N與保護接地PE合二為一，通稱為PEN線。該系統(tǒng)對接地故障靈敏度高，且線路經(jīng)濟簡單，但是只適合用于三相負荷較平衡的場所。會使設(shè)備外殼（與PEN線連接）帶電，對人身安全構(gòu)成威脅，也無法取到一個合適的電位基準點，精密電子設(shè)備無法準確可靠運行。因此TN-C接地系統(tǒng)不適合做智能建筑的接地系統(tǒng)。

2.2 TN-C-S系統(tǒng)

TN-C-S系統(tǒng)由兩部分組成，一是TN-C系統(tǒng)，二是TN-S系統(tǒng)，分界面在N線與PE線的連接點。該系統(tǒng)一般用在建筑物的供電由區(qū)域變電所引來的場所，進戶之前采用TN-C系統(tǒng)，進戶處做重復(fù)接地，進戶后變成TN-S系統(tǒng)。PE線連接的設(shè)備外殼及金屬構(gòu)件在系統(tǒng)正常運行時，始終不會帶電。TN-S接地系統(tǒng)明顯提高了安全性，如果采取接地引線，從接地體一點引出，并且選擇正確的接地電阻值，使電子設(shè)備共同獲得一個等電位基準點等措施，那么TN-C-S系統(tǒng)可以作為智能建筑的一種接地系統(tǒng)。

2.3 TN-S系統(tǒng)

TN-S屬于三相四線加PE線的接地系統(tǒng)。當(dāng)建筑內(nèi)設(shè)有獨立變配電所時，通常進線采用該系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點是中性線N與保護接地線PE，除了在變壓器中性點共同接地外，兩線不再有電氣連接。中性線N帶電，PE線不帶電。該系統(tǒng)完全具備安全性和可靠性。如果對于計算機等電子設(shè)備沒有特殊的要求時，一般智能建筑都采用這種接地系統(tǒng)。

2.4 TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)一般被稱為三相四線接地系統(tǒng)。常用于來自公共電網(wǎng)的建筑供電。TT系統(tǒng)的特點中性點接地與PE線接地是分開的。系統(tǒng)在正常運行時，不管三相負荷平衡與否，在中性線N帶電情況下，PE線不會帶電。但是因為公共電網(wǎng)的電源質(zhì)量不高，不能滿足智能化設(shè)備的要求，TT系統(tǒng)因此很少被智能建筑采用。

2.5 IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)被稱為是三相三線式接地系統(tǒng)，該系統(tǒng)變壓器中性點不接地或經(jīng)阻抗接地，無中性線N，只有線電壓（380V），無相電壓（220V），保護接地線PE獨立接地。優(yōu)點是：當(dāng)一相接地時，不會使外殼帶有較大的故障電流，系統(tǒng)可以照常運行。缺點是：不能配出中性線N。不適用于擁有大量單相設(shè)備的智能建筑。

智能建筑要求保護接地的設(shè)備很多，強、弱電設(shè)備以及不帶電的導(dǎo)電設(shè)備與構(gòu)件，都須采用有效地保護接地。采用TN-C系統(tǒng)，將TN-C系統(tǒng)中的N線同時用做接地線;在TN-S系統(tǒng)中將N線與PE線接在一起，再連接到底板;不設(shè)置電子設(shè)備的直流接地引線，將直流接地直接接到PE線上;干脆把N線、PE線、直流接地線混接在一起。如果在TN-S系統(tǒng)中將N線與PE線連在一起再接到設(shè)備外殼上，那么危險更大，凡是接到PE線上的設(shè)備，外殼均帶電，會擴大電擊;若將N線、PE線、直流接地線均接在一起，除了會發(fā)生以上危險外，電子設(shè)備會受到干擾導(dǎo)致無法工作。所以智能建筑內(nèi)應(yīng)設(shè)置電子設(shè)備的直流接地、交流工作接地、安全保護接地，及防雷保護接地。由于建筑內(nèi)大多設(shè)有具有防靜電要求的程控交換機房、計算機房、消防及火災(zāi)報警監(jiān)控室，和大量易受電磁波干擾的精密電子儀器設(shè)備，還要考慮到防靜電接地以及屏蔽接地的要求。

3智能建筑電氣保護接地的措施

3.1防雷接地

防雷接地作用是雷電流迅速導(dǎo)入大地，以防止雷害。智能建筑內(nèi)有大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng)，這些電子設(shè)備及布線系統(tǒng)通常都屬于耐壓等級低，防干擾要求高，最怕受到雷擊的部分。所以對智能建筑的防雷接地設(shè)計必須要嚴密、可靠。所有功能接地，必須要以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ)，建立嚴密、完整的防雷結(jié)構(gòu)。

智能建筑基本上屬于一級負荷，要按一級防雷建筑物的保護措施設(shè)計。接閃器采用針帶組合接閃器;避雷帶采用φ10鍍鋅圓鋼在屋頂組成≤10m×10m的網(wǎng)格，該網(wǎng)格與屋面金屬構(gòu)件作電氣連接，與大樓柱頭鋼筋作電氣連接，引下線利用柱頭中鋼筋、圈梁鋼筋、樓層鋼筋與防雷系統(tǒng)連接;如果防雷裝置與電氣設(shè)備的工作接地合用一個總的接地網(wǎng)時，接地電阻應(yīng)符合其最小值要求。

3.2交流工作接地

將電力系統(tǒng)中的某一點，直接或經(jīng)特殊設(shè)備與大地作金屬連接，被稱為工作接地。工作接地主要是變壓器中性點或中性線（N線）接地。N線必須用銅芯絕緣線，在配電中存在輔助等電位接線端子，等電位接線端子在箱柜內(nèi)。中性點接地可以防止零序電壓偏移，保持三相電壓基本平衡，方便使用單相電源。

3.3安全保護接地

安全保護接地是將電氣設(shè)備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬相連接。通常人體電阻要比接地電阻大數(shù)百倍，經(jīng)過人體的電流也比流過接地體的電流小數(shù)百倍。當(dāng)接地電阻極小時，流過人體的電流幾乎等于零。加裝保護接地裝置并且降低它的接地電阻，不僅是智能建筑電氣系統(tǒng)安全、有效運行的有效保障措施，也是設(shè)備及人身安全的必要保障手段。

3.4直流工作接地

在智能建筑內(nèi)，包含有大量的計算機、通訊設(shè)備和帶電腦的大樓自動化設(shè)備。一般可采用不小于10mm2的較大截面的絕緣銅芯線作為引線，一端直接與基準電位連接，另一端供電子設(shè)備直流接地。該引線不宜與PE線連接，嚴禁與N線連接。

3.5屏蔽接地與防靜電接地

為了避免設(shè)備的機能障礙和設(shè)備損壞，構(gòu)成布線系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)能夠防止內(nèi)部自身傳導(dǎo)和外來干擾?？蓪⒃O(shè)備外殼與PE線連接;導(dǎo)線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接;室內(nèi)屏蔽也應(yīng)多點與PE線可靠連接。如在相對濕度10%～20%的環(huán)境中人的走步可以積聚35kV的靜電電壓，沒有良好的接地，不僅會產(chǎn)生對電子設(shè)備的干擾，還會擊壞設(shè)備芯片。

對以上各種電氣保護接地，其接地裝置的接地電阻越小越好，獨立的防雷保護接地電阻應(yīng)≤10Ω;獨立的安全保護接地電阻應(yīng)≤4Ω;獨立的交流工作接地電阻應(yīng)≤4Ω;獨立的直流工作接地電阻應(yīng)≤4Ω;防靜電接地電阻一般要求≤100Ω。

4結(jié)語

在智能建筑供配電設(shè)計中，接地系統(tǒng)占有重要的地位，由于3A智能化建筑的發(fā)展前景廣闊，所以在智能建筑中宜選用TN-S系統(tǒng)，即集防雷接地、交直流工作接地、電氣設(shè)備安全保護接地、屏蔽接地與防靜電接地于一體的統(tǒng)一接地系統(tǒng)。（在有些工程中，有時也會采用TN-C-S系統(tǒng)）才能保證供電系統(tǒng)的可靠性。發(fā)揮智能建筑的作用。

參考文獻：

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（作者單位：河北圣松建筑工程有限公司）